BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
HỒ THỊ OANH
NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO, XÁC ĐỊNH HÌNH THÁI, CẤU
TRÚC, TÍNH CHẤT CÁC HỆ NANO CHỨA MỘT SỐ HỢP CHẤT LYCOPEN, RESVERATROL VÀ
PYCNOGENOL Chuyên ngành: Hóa hữu cơ Mã số : 9.44.01.14
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SỸ HÓA HỌC
HÀ NỘI – 2021
Công trình được hoàn thành tại: Học viện Khoa học và Công nghệ
– Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
Người hướng dẫn khoa học:
TS. Hoàng Mai Hà
TS. Đặng Thị Tuyết Anh
Phản biện 1:
Phản biện 2:
Phản biện 3:
Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án tiến sỹ, họp
tại Học viện Khoa học và Công nghệ-Viện Hàn lâm Khoa học và
Công nghệ Việt Nam vào hồi.....giờ.....ngày....tháng......năm 2021
Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện:
- Thư viện Học viện Khoa học và Công nghệ
- Thư viện Quốc gia Việt Nam
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của luận án
Ngày nay, theo xu hướng sử dụng các nguồn nguyên liệu tự nhiên, các
hợp chất có hoạt tính sinh học cao như lycopen, resveratrol, pycnogenol,...
được các nhà khoa học trên thế giới quan tâm nghiên cứu, chiết tách và ứng
dụng một cách rộng rãi.
Lycopen là một hợp chất thuộc nhóm carotenoid có hoạt tính chống oxy
hóa cực mạnh, có tác dụng mạnh mẽ trong việc phòng chống ung thư, các
bệnh tim mạch, xơ hóa gan và đóng vai trò quan trọng đối với hệ miễn dịch.
Resveratrol là một stilbenoit kháng độc tố tự nhiên, tiềm năng ứng dụng của
hợp chất là khả năng chống viêm, chống oxy hóa, chữa lành vết thương,
chống vi khuẩn và chống ung thư. Pycnogenol được biết đến là một hỗn
hợp flavonoid quý cũng có khả năng chống oxy hóa và chống viêm nổi
tiếng. Hợp chất giúp tăng cường sức khỏe tim mạch, bảo vệ tế bào thần
kinh, kiểm soát các cơn đau và chống lại các gốc tự do.
Mặc dù có nhiều hoạt tính sinh học quý nhưng hầu hết các hợp chất nêu
trên được xếp vào nhóm hợp chất có độ tan trong nước rất thấp và khó hấp
thu hiệu quả vào cơ thể, do vậy sinh khả dụng bị hạn chế. Để khắc phục
những nhược điểm về độ hòa tan và độ bền, việc nghiên cứu chế tạo các
hợp chất sinh học tự nhiên dưới dạng hạt nano hứa hẹn sẽ tạo ra những
nguồn dược liệu quý ứng dụng cho các ngành dược phẩm và mỹ phẩm.
Mặt khác, sự kết hợp giữa các hợp chất cho sản phẩm tổ hợp có tác dụng
hiệp đồng, mang lại hoạt tính sinh học cao hơn so với việc sử dụng từng
hợp chất riêng rẽ. Hai hợp chất resveratrol và pycnogenol được biết đến là
các hợp chất sinh học có tác dụng tăng độ bền và tăng khả năng phân tán
trong nước cho các hợp chất thuộc nhóm carotenoit có nhiều liên kết đôi
liên hợp như lycopen. Tuy nhiên cho tới nay, các nghiên cứu mới chỉ dừng
lại ở việc chế tạo hỗn hợp compozid của các hợp chất mà chưa có công
trình công bố chế tạo hệ nano, đặc biệt là hệ nano lycopen/resveratrol và hệ
nano lycopen/pycnogenol. Chính bởi vậy, nghiên cứu chế tạo hai hệ nano
1
này là một hướng nghiên cứu mới và cần thiết.
Do đó, việc thực hiện đề tài luận án: “Nghiên cứu chế tạo, xác định hình
thái, cấu trúc, tính chất các hệ nano chứa một số hợp chất lycopen,
resveratrol và pycnogenol” có tính thời sự, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn
cao.
2. Mục tiêu nghiên cứu của luận án
- Chiết tách được lycopen từ quả gấc, resveratrol từ cốt khí củ và tổng
hợp được copolyme PLA-PEG làm nguyên liệu cho quá trình chế tạo các
dạng hạt nano;
- Chế tạo được dạng hạt nano và hệ hạt nano như: nano lycopen, nano
resveratrol và hệ nano lycopen/resveratrol, hệ nano lycopen/pycnogenol.
Xác định được hình thái và cấu trúc của các vật liệu nano thu được;
- Đánh giá được độ bền của các vật liệu nano trong các điều kiện bảo
quản và môi trường khác nhau.
3. Các nội dung nghiên cứu chính của luận án
- Nghiên cứu chiết tách lycopen từ quả gấc và resveratrol từ cốt khí củ.
Nghiên cứu các điều kiện thích hợp và phương pháp chiết tách các hợp
chất. Xác định cấu trúc và độ tinh khiết của lycopen và resveratrol sau quá
trình chiết tách;
- Nghiên cứu tổng hợp copolyme PLA-PEG sử dụng làm chất bao bọc
vi nang cho các hệ nano tổ hợp chứa lycopen;
- Nghiên cứu chế tạo nano lycopen, nano resveratrol có khả năng phân
tán tốt trong nước. Xác định hình thái, cấu trúc, tính chất của các mẫu nano
bằng các phương pháp phân tích hiện đại. Khảo sát độ bền của bột nano
trong các điều kiện bảo quản và môi trường khác nhau;
- Nghiên cứu chế tạo hệ nano lycopen/resveratrol và hệ nano
lycopen/pycnogenol. Xác định hình thái, cấu trúc và tính chất của các mẫu
nano bằng các phương pháp phân tích hiện đại. Nghiên cứu độ bền của
lycopen trong các hệ nano theo thời gian bảo quản ở các điều kiện khác
nhau.
2
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
Tổng quan gồm 3 phần chính: Phần 1 tổng quan về các đối tượng nghiên
cứu là các hợp chất sinh học tự nhiên như lycopen từ trái gấc, resveratrol từ
cốt khí củ và pycnogenol từ cây thông đỏ. Quá trình thu thập, tìm hiểu và
nghiên cứu về các hợp chất trên cho thấy sinh khả dụng của chúng bị hạn
chế do tính chất kém tan và kém bền. Công nghệ nano được đánh giá là một
giải pháp hữu hiệu trong việc nâng cao khả năng phân tán, cải thiện sự hấp
thu, tăng cường dược tính và nâng cao độ bền cho các hợp chất sinh học tự
nhiên. Do đó, phần 2 tổng quan về phương pháp nghiên cứu chế tạo dạng
nano của các hợp chất tự nhiên. Phần 3 trình bày tình hình nghiên cứu trong
nước và trên thế giới về dạng hạt nano của các hợp chất có hoạt tính sinh
học, cụ thể là nano lycopen, nano resveratrol và hệ nano
lycopen/resveratrol, hệ nano lycopen/pycnogenol.
CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM
2.1. Đối tượng nghiên cứu
2.1.1. Nguyên vật liệu và hóa chất
2.1.2. Dụng cụ và thiết bị
2.2. Thực nghiệm
2.2.1. Chiết tách các hợp chất tự nhiên lycopen và resveratrol sử dụng
làm nguyên liệu cho quá trình chế tạo các dạng hạt nano của chúng
2.2.2. Tổng hợp copolyme PLA-PEG
2.2.3. Nghiên cứu chế tạo các hệ nano chứa một số hợp chất lycopen,
resveratrol và pycnogenol
2.2.3.1. Chế tạo nano lycopen và nano resveratrol
Lycopen hoặc resveratrol với các hàm lượng khác nhau cùng chất hoạt
động bề mặt là tween 80 và cremophor RH40 được hòa tan hoàn toàn trong
dung môi hữu cơ bằng máy khuấy từ trong 30 phút. Dung dịch sau đó được
nhỏ từ từ từng giọt vào 100 ml nước cất có chứa PEG 6000, đồng thời
khuấy đều ở tốc độ 9000 vòng/phút trong vòng 15 phút để thu được dung
3
dịch hỗn hợp đồng nhất. Tiếp tục tạo bột nano bằng phương pháp sấy phun.
Lắp đặt máy và cài đặt chương trình chạy cho máy, sau khi sấy phun thu
mẫu và vệ sinh máy. Các sản phẩm nano thu được đều ở dạng bột mịn và
tơi. Nano lycopen thu được có màu đỏ tươi còn nano resveratrol thu được
có màu trắng ngà.
2.2.3.2. Chế tạo hệ nano tổ hợp chứa lycopen
Chế tạo hệ nano lycopen/resveratrol
Lycopen và resveratrol được phối trộn với các tỷ lệ khác nhau lần lượt
là 1:2, 1:1 và 2:1, sau đó thêm các chất hoạt động bề mặt và chất bao bọc vi
nang copolyme tổng hợp ở trên, hòa tan các thành phần trong dung môi
tetrahyđrofuran sử dụng máy đồng nhất Ultra-Turrax với tốc độ 8400
vòng/phút trong 45 phút; hỗn hợp sau khi đã hòa tan hoàn toàn được bổ
sung từ từ vào dung dịch nước cất đồng thời khuấy đều ở tốc độ 9000-
10000 vòng/phút trong khoảng thời gian 30 phút. Dung dịch hệ nano
lycopen/resveratrol trong nước sau đó được đưa vào hệ thống máy sấy
phun, thu được bột nano lycopen/resveratrol có màu đỏ mận.
Chế tạo hệ nano lycopen/pycnogenol
Lycopen và pycnogenol được phối trộn với các tỷ lệ khác nhau, sau đó
thêm chất hoạt động bề mặt Tween 80, các thành phần hòa tan hoàn toàn
trong dung môi tetrahydrofuran (THF) bằng máy khuấy từ, trong thời gian
là 60 phút. Dung dịch thu được được nhỏ từ từ vào dung dịch nước cất có
chứa copolyme PLA-PEG trong điều kiện khuấy 9000 vòng/phút, thời gian
30 phút. Tiếp theo, hỗn hợp đồng nhất đưa vào hệ thống cất quay chân
không để loại dung môi THF. Hệ nano lycopen/pycnogenol trong nước sau đó được làm lạnh ở -54oC. Sau thời gian 24 giờ đóng đá, mẫu lycopen/pycnogenol được chuyển vào hệ thống thiết bị đông khô. Cuối
cùng, thu được bột nano lycopen/pycnogenol mịn, tơi và có màu đỏ tươi.
2.2.4. Nghiên cứu các phương pháp tạo bột nano
- Phương pháp sấy phun.
- Phương pháp đông khô.
4
2.2.5. Các phương pháp phân tích định lượng
Định lượng lycopen và resveratrol bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu
năng cao HPLC và quang phổ hấp thụ UV-Vis.
2.2.6. Đánh giá độ bền của các hạt nano
- Khảo sát sự biến đổi hàm lượng hợp chất của các hạt nano.
- Nghiên cứu sự biến đổi hình thái của các hạt nano.
2.2.7. Các phương pháp phân tích cấu trúc và tính chất của vật liệu
- Xác định cấu trúc của các vật liệu bằng phổ hồng ngoại (FT-IR) và phổ
cộng hưởng từ hạt nhân (NMR).
- Xác định khối lượng phân tử của copolyme PLA-PEG bằng GPC.
- Nghiên cứu sự phân bố kích thước hạt của các sản phẩm bột nano bằng
phương pháp tán xạ ánh sáng động DLS.
- Đánh giá hình thái và kích thước các mẫu vật liệu nano bằng kính hiển
vi điện tử truyền qua TEM.
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Kết quả chiết tách lycopen, resveratrol và tổng hợp copolyme PLA-
PEG, sử dụng làm nguồn nguyên liệu cho quá trình chế tạo các hệ nano
3.1.1. Chiết tách hợp chất lycopen từ màng quả gấc
3.1.1.1. Xác định nhiệt độ, thời gian thích hợp cho quá trình sấy màng gấc
Kết quả nghiên cứu cho thấy nhiệt độ và thời gian thích hợp cho việc
sấy màng hạt gấc là 60oC trong vòng 15 giờ. 3.1.1.2. Xác định dung môi hữu cơ phù hợp để chiết lycopen từ màng gấc
khô bằng phương pháp soxhlet
Hợp chất tan tốt nhất trong dung môi cloroform, sau đó giảm dần từ
tetrahydrofuran, diclometan đến hexan. Tuy nhiên, do độc tính thấp nhất,
diclometan được lựa chọn là dung môi thích hợp để chiết lycopen.
3.1.1.3. Đánh giá cấu trúc và độ tinh khiết của lycopen chiết tách được
a) Phân tích cấu trúc lycopen chiết tách được bằng phổ FT-IR
Trên phổ FT-IR xuất hiện các băng sóng hấp thụ đặc trưng cho các
5
nhóm chức có mặt trong phân tử. Băng sóng xuất hiện ở 3038 cm−1 đặc trưng cho dao động hóa trị của liên kết =CH (alkene), ở 2912 cm−1 và 2854 cm−1 đặc trưng cho dao động hóa trị của liên kết =CH (alkane). Dao động hóa trị đặc trưng của liên kết C=C (alkene) xuất hiện ở 1626 cm−1. Các băng sóng xuất hiện ở 1439 cm−1 và 1390 cm−1 lần lượt là băng sóng hấp thụ đặc trưng cho dao động biến dạng của nhóm –CH2 và -CH3. Đặc biệt, băng sóng hấp thụ mạnh ở 959 cm−1 đặc trưng cho dao động biến dạng ngoài mặt phẳng của =CH (trans-alkene).
b) Phân tích cấu trúc lycopen chiết tách được bằng phổ NMR
Hình 3.6. Công thức cấu tạo của lycopen
Trên phổ 1H-NMR xuất hiện các tín hiệu cộng hưởng đặc trưng cho các proton có mặt trong phân tử. Tín hiệu cộng hưởng xuất hiện ở trường yếu nhất δ=6,66-6,60 ppm (m, 2H) được quy kết cho proton H-7&H-11. Các
proton khác của alkene được quy kết cụ thể như sau: δ=6,49 ppm (dd, J=11,0; 15,0 Hz; 1H; H-12); 6,35 ppm (d; J=15,0 Hz, 1H; H-8); 6,26-6,19
ppm (m; 2H; H-15&H-14); 6,18 ppm (d; J=11,5 Hz; 1H; H-10); 5,95 ppm (d; J=11,0 Hz; 1H; H-6); 5,12-5,09 ppm (m; 1H; H-2). Các proton khác của
phần alkane được quy kết cụ thể như sau: 2,12 ppm (d; J=4,5 Hz; 4H; H- 4&H-3); 1,97 ppm (s; 6H; 2CH3); 1,82 ppm (s; 3H; CH3), 1,69 ppm (s; 3H; CH3), 1,61 ppm (s; 3H; CH3).
Phổ 13C-NMR chỉ ra các tín hiệu cộng hưởng đặc trưng của các nguyên tử carbon tương đươn g có mặt trong phân tử. Tín hiệu cộng hưởng xuất hiện ở trường yếu δ=139,5 ppm được gán cho C-5. Các tín hiệu cộng hưởng của các nguyên tử carbon alkene được quy kết như sau: δppm: 137,4 (C- 13); 136,5 (C-9); 136,2 (C-1); 135,4 (C-12); 132,7 (C-15); 131,6 (C-8);
6
130,1 (C-14); 125,8 (C-7); 125,2 (C-6); 124,0 (C-2); 40,2 (C-4); 26,7 (C-3); 25,6 (CH3); 17,7 (CH3); 17,0 (CH3); 12,9 (CH3); 12,8 (CH3).
So sánh dữ liệu thu được với phổ chuẩn của lycopen cho thấy, các tín
hiệu xuất hiện hoàn toàn phù hợp, chứng tỏ sản phẩm sau tách chiết là
lycopen.
c) Định lượng lycopen bằng quang phổ hấp thụ UV-Vis
Phổ UV-Vis cho thấy, ở cùng một nồng độ, băng sóng hấp thụ ở 517 nm
của mẫu lycopen chiết tách được cao hơn mẫu lycopen chuẩn có độ tinh khiết 98% của Sigma-Aldrich khoảng 1%. Như vậy, có thể kết luận là độ
tinh khiết của mẫu lycopen chiết tách được đạt độ tinh khiết trên 98%.
d) Định lượng lycopen bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao HPLC
Hình 3.10. Sắc ký đồ mẫu lycopen chiết tách được khai triển bằng hệ dung
môi MeOH:ACN:DCM (10:50:40)
Kết quả định lượng bằng HPLC (Hình 3.10) cho thấy lycopen chiết tách được đạt độ tinh khiết > 98%, kết quả này phù hợp với kết quả định lượng
bằng phổ UV-Vis.
3.1.1.4. Bảo quản lycopen
Lycopen bị phân hủy nhanh chóng khi bảo quản ở nhiệt độ phòng. Ở nhiệt độ 4oC, tương ứng với nhiệt độ ngăn mát của tủ lạnh, lycopen bị phân hủy chậm hơn. Ở nhiệt độ -16oC, lycopen tương đối bền, hàm lượng lycopen còn lại 92% sau 3 tháng bảo quản. Do vậy, điều kiện bảo quản lycopen là bao gói lycopen trong giấy bạc, hút chân không, sau đó lưu trữ ở -16oC.
7
3.1.2. Nghiên cứu chiết tách hợp chất resveratrol từ rễ cốt khí củ
3.1.2.1. Phân tích cấu trúc của resveratrol sau quá trình chiết tách
a) Phân tích cấu trúc resveratrol chiết tách được bằng phổ FT-IR
Phổ FT-IR cho thấy các tín hiệu đặc trưng của resveratrol. Băng sóng hấp thụ rõ nét nhất xuất hiện ở 3230 cm−1, đặc trưng cho dao động hóa trị của liên kết O−H (phenol). Băng sóng hấp thụ ở 3021 cm−1 đặc trưng cho dao động hóa trị của nhóm vinyl (=C−H), ở 2890 cm−1 thể hiện dao động hóa trị của liên kết =C−H (alkane). Các dao động hóa trị ν(C=C) của vòng benzen thể hiện ở các băng sóng hấp thụ 1609 cm−1, 1579 cm−1, 1510 cm−1 và 1447 cm−1. Dao động biến dạng trong mặt phẳng của nhóm OH xuất hiện ở băng sóng hấp thụ 1382 cm−1. Dao động hóa trị của liên kết C-O (từ nhóm phenol) thể hiện rõ trong phổ ở 1150 cm−1. Ngoài ra, băng sóng hấp thụ ở 968 cm−1 đặc trưng cho dao động biến dạng của liên kết C-H thay thế trên C=C từ định hướng trans. Đối với băng sóng ở 833 cm−1 đặc trưng cho dao động biến dạng của liên kết C-H của vòng benzene và ở 673 cm−1 là băng
sóng thể hiện dao động biến dạng ngoài mặt phẳng γ(OH) của nhóm -OH.
b) Phân tích cấu trúc resveratrol chiết tách được bằng phổ NMR
Hình 3.15. Công thức cấu tạo của resveratrol
Kết quả phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton 1H-NMR
(500MHz, DMSO-d6) cho thấy các tín hiệu đặc trưng cho proton của
resveratrol. Các tín hiệu cộng hưởng trong vùng δH 6,11-7,38 ppm đặc trưng
cấu trúc dạng phenolic của resveratrol. Các tín hiệu proton xuất hiện tại H
6,38 (d, J = 2,0; 2H) và 6,11 (t, J = 2,0; 1H) cho thấy sự có mặt của 1 vòng
thơm có cấu trúc đối xứng bị thế ở 3 vị trí 1, 3 và 5. Bên cạnh đó, sự xuất
hiện của cặp tín hiệu thuộc hệ tương tác spin hệ AA'- BB' tại H 6,75 (d, J =
8
9,0; 2H) và 7,38 (d, J = 8,5; 2H) thể hiện sự có mặt của một nhân benzen
thế para.
Phổ 13C-NMR chỉ ra các tín hiệu đặc trưng của các nguyên tử C. Quy
ghép các tín hiệu cộng hưởng và các nguyên tử carbon trong resveratrol cho
kết quả các tín hiệu của 14 nguyên tử cacbon trong đó có 9 cacbon metin và
5 cacbon bậc bốn. Các giá trị cacbon metin cộng hưởng tại vị trí C 104,3
(C2, C-6); 101,7 (C-4); 127,8 (C-2′, C-6′); 115,5 (C-3′, C-5′); 127,8 (C-7)
và 125,6 (C8). 5 cacbon bậc 4 xuất hiện tại C 139,2 (C-1); 158,4 (C-3, C-
5); 28,1 (C-1′) và 157,1 (C-4′).
Ngoài ra, hằng số tương tác JH-7=16,5 Hz chứng tỏ rằng liên kết đôi
C7/C8 có cấu hình trans. So sánh dữ liệu thu được với phổ chuẩn của
resveratrol cho thấy các tín hiệu xuất hiện hoàn toàn phù hợp, chứng tỏ sản
phẩm sau tách chiết chính là trans-resveratrol.
3.1.2.2. Định lượng resveratrol bằng quang phổ hấp thụ UV-Vis và phương
pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao HPLC
a) Định lượng resveratrol bằng quang phổ hấp thụ UV-Vis
Phổ UV-Vis cho thấy, ở cùng một nồng độ, băng sóng hấp thụ ở 310 nm
của mẫu resveratrol chiết tách được thấp hơn mẫu resveratrol chuẩn có độ
tinh khiết 95% của Sigma-Aldrich khoảng 2,7%. Như vậy, độ tinh khiết của
resveratrol sau quá trình chiết tách và tinh chế đạt trên 92%.
b) Định lượng resveratrol bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao
HPLC
Hình 3.19. Sắc ký đồ mẫu resveratrol chiết tách được khai triển bằng hệ
dung môi MeOH – H2O + 0,1%Fa = 40 – 60 (v/v)
9
Kết quả định lượng bằng HPLC (Hình 3.19) cho thấy resveratrol chiết tách được đạt độ tinh khiết là 92,3%, kết quả này phù hợp với kết quả định
lượng resveratrol bằng phổ UV-Vis.
3.1.3. Kết quả tổng hợp copolyme PLA-PEG
Bảng 3.9. Khối lượng phân tử của các mẫu copolyme khối PLA-PEG
Mẫu PDI Mw (Da)
PLA-PEG.1 8400 1,2
PLA-PEG.2 11600 1,4
PLA-PEG.3 17200 1,7
Bảng 3.9 cho thấy khối lượng phân tử copolymer thu được tăng dần khi
tăng tỷ lệ lactide/mPEG. Polylactide là một polyme kị nước do đó mẫu
PLA-PEG.1 với tỷ lệ mol nPEG:nlactide = 1:20 có khối lượng phân tử là 8400
cho độ hòa tan trong nước tốt phù hợp để chế tạo các hạt nano. Mẫu PLA-
PEG.1 sau đó được sử dụng để nghiên cứu chế tạo các hệ nano tổ hợp chứa
lycopen.
Phổ hồng ngoại cho thấy các băng sóng hấp thụ đặc trưng riêng của
PLA, và PEG đều được thể hiện trên phổ của copolyme PLA-PEG. Băng sóng hấp thụ ở 3444 cm−1 đặc trưng cho dao động hóa trị của nhóm -OH trong phân tử PEG. Băng sóng rộng ở 2877 cm−1 đặc trưng cho dao động hóa trị của C-H2, 1759 cm−1 tương ứng đặc trưng cho dao động hóa trị của nhóm C=O trong phân tử PLA. Hai băng sóng 1454 cm−1 và 1382 cm−1 đặc trưng cho dao động biến dạng nhóm C-H, băng sóng 1249 cm−1 đặc trưng cho dao động nhóm C-O-H, băng sóng 1097 cm−1 đặc trưng cho dao động
biến dạng nhóm –OH.
Cấu trúc của copolyme PLA-PEG được khẳng định bằng phổ 1H-NMR và 13C-NMR đo trong CDCl3. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton cho thấy các tín hiệu đặc trưng cho proton của copolyme PLA-PEG. Tín hiệu cộng
hưởng và vị trí proton trong copolyme PLA-PEG như sau:
Tín hiệu tại δ=1,59 ppm là của proton nhóm CH3 trong PLA -
10
Tín hiệu tại δ=5,03 ppm là của proton nhóm CH trong PLA
Tín hiệu tại δ=3,63 ppm là của proton nhóm CH2 trong PEG
- - Phổ 13C-NMR chỉ ra các tín hiệu đặc trưng của các nguyên tử C. Quy kết
các tín hiệu cộng hưởng cho các nguyên tử cacbon trong copolyme PLA-
PEG cho kết quả như sau:
Tín hiệu tại δ=169,5 là của cacbon nhóm C=O trong PLA
Tín hiệu tại δ=77,2 là của cacbon nhóm O-CH2 trong PEG
Tín hiệu tại δ=70,5 là của cacbon nhóm O-CH trong PLA
Tín hiệu tại δ=16,7 là của cacbon nhóm methyl CH3 trong PLA. - - - -
3.2. Kết quả chế tạo các hệ nano chứa một số hợp chất lycopen,
resveratrol và pycnogenol
3.2.1. Kết quả chế tạo nano lycopen
3.2.1.1. Ảnh hưởng của chất hoạt động bề mặt tới quá trình chế tạo nano
lycopen
Hình 3.23. Giản đồ phân bố kích thước hạt của nano lycopen theo các tỷ lệ
khác nhau giữa lycopen và chất hoạt động bề mặt tween 80
Các mẫu NLy1, NLy12, NLy21 tương ứng với tỷ lệ hàm lượng
lycopen/tween 80 là 1/1, 1/2 và 2/1 cho kết quả đường kính hạt trung bình
lần lượt là 55 nm, 65 nm và 76 nm (Hình 3.23). Giản đồ phân bố kích thước
11
hạt cho thấy mẫu NLy1 có sự phân bố hẹp và kích thước hạt trung bình
dưới 100 nm. Do đó, tỷ lệ lycopen/tween 80 là 1/1 được lựa chọn cho công
thức nano lycopen.
Để đánh giá hiệu quả của các chất hoạt động bề mặt tới quá trình chế tạo
hạt nano lycopen, chất hoạt động bề mặt Tween 80 trong công thức chế tạo
nano ở trên được thay thế bằng cremophor RH40. Kết quả đo DLS của các
mẫu nano lycopen cho thấy các tiểu phân trong mẫu NLy1 (sử dụng chất
hoạt động bề mặt là tween 80) và các tiểu phân trong mẫu NLy11 (sử dụng
chất hoạt động bề mặt là cremophor RH40) có đường kính hạt trung bình
lần lượt là 55 nm và 51 nm (Hình 3.24). Không có sự khác biệt đáng kể
giữa 2 mẫu này. Tuy nhiên, Polysorbate 80 là một chất hoạt động bề mặt có
tính phổ biến và giá thành rẻ hơn so với cremophor RH40. Do đó, Tween 80
được lựa chọn là chất hoạt động bề mặt cho quá trình chế tạo các hệ hạt
nano.
Hình 3.24. Giản đồ phân bố kích thước hạt của nano lycopen sử dụng chất
hoạt động bề mặt cremophor RH40 và Tween 80
3.2.1.2. Đánh giá khả năng phân tán trong nước của các mẫu bột nano
lycopen
12
Bảng 3.10. Kết quả đánh giá khả năng phân tán trong nước của lycopen và
các mẫu nano lycopen
Mẫu Khả năng phân tán trong nước Quan sát đáy lọ thủy tinh sau 01 ngày
Rất kém Lắng
Rất tốt Rất trong
Rất tốt Rất trong
Tốt Có hiện tượng lắng Lycopen NLy1 (4% lycopen) NLy3 (8% lycopen) NLy5 (12% lycopen)
3.2.1.3. Phân tích cấu trúc của các mẫu bột nano lycopen
Phổ FT-IR cho thấy các băng sóng đặc trưng của PEG: ở 3438 cm−1 (- OH), 2886 cm−1 (CHstr(sp2)), hay 1111 cm−1 đặc trưng của liên kết giữa các nhóm C–C–O và C–C–H, đều được thể hiện rõ trong phổ hồng ngoại của
các mẫu bột NLy1, NLy3 và NLy5. Đối với các băng sóng đặc trưng của lycopen: băng sóng hấp thụ ở 2907 cm−1, 2850 cm−1 (CHstr(sp3)), 1670 cm−1, 1642 cm−1 (C=Cstr(trans)), 1443 cm−1 (CH2(dao động biến dạng)) và 963 cm−1 (CH(trans OOP)) có xuất hiện trong các mẫu nano lycopen nhưng
không rõ nét. Điều này được lý giải do hàm lượng lycopen chứa trong mẫu
bột nano ít hơn nhiều so với hàm lượng chất mang PEG trong nano
lycopen.
3.2.1.4. Hình thái và sự phân bố kích thước hạt của nano lycopen
Giản đồ phân bố kích thước hạt (Hình 3.28 a) cho thấy, các mẫu Nly1,
NLy3 và NLy5 (với hàm lượng lycopen từ 4-12%) có đường kính hạt trung
bình lần lượt là 55 nm, 135 nm và 289 nm, tương ứng với kết quả ảnh TEM
(Hình 3.28 b, c và d). Sự thay đổi kích thước hạt của các mẫu tỷ lệ thuận
với hàm lượng lycopen có trong các mẫu bột nano, có nghĩa là hàm lượng
lycopen tăng dẫn tới kích thước hạt lớn dần. Ảnh TEM chỉ ra rằng các hạt
nano lycopen có dạng hình cầu, phân bố đồng đều và không có hiện tượng
kết đám với nhau.
13
Hình 3.28. Giản đồ phân bố kích thước hạt của các mẫu bột nano lycopen
(a) và ảnh TEM của các mẫu (b)-NLy1, (c)- NLy3, (d)- NLy5
3.2.1.5. Đánh giá độ bền của nano lycopen
Ở điều kiện nhiệt độ phòng, lycopen có trong các mẫu bột nano bị phân
hủy đáng kể (Bảng 3.11).
Bảng 3.11. Độ bền của lycopen trong các mẫu bột nano theo thời gian
bảo quản ở nhiệt độ phòng
Độ bền (Hàm lượng lycopen còn lại (%)) Mẫu 0 ngày 15 ngày 30 ngày 60 ngày 90 ngày
NLy1 100 90,2 80,4 70,2 60,1
NLy3 100 91,3 82,7 73,6 64,5
NLy5 100 92,4 84,9 76,9 69,0
Sau thời gian 90 ngày bảo quản, hàm lượng lycopen còn lại trong các
mẫu NLy1, NLy3 và NLy5 lần lượt là 60,1%, 64,5% và 69%. Như vậy, sự
phân hủy lycopen nhanh nhất xảy ra ở mẫu NLy1 tương ứng với hàm lượng
lycopen có trong mẫu là 4%, sau đó đến mẫu NLy3 (hàm lượng lycopen là
14
8%) và cuối cùng sự phân hủy lycopen xảy ra chậm nhất ở mẫu NLy5 (hàm
lượng lycopen là 12%).
3.2.2. Kết quả chế tạo nano resveratrol
3.2.2.1. Đánh giá khả năng phân tán trong nước của các mẫu bột nano
resveratrol
Mẫu Bảng 3.12. Khả năng phân tán trong nước của resveratrol và các mẫu nano resveratrol Khả năng phân tán trong nước Quan sát đáy lọ thủy tinh sau 01 ngày
Rất kém Lắng
Rất tốt Rất trong
Rất tốt Rất trong
Rất Tốt Resveratrol NR1 (10% resveratrol) NR2 (15% resveratrol) NR3 (20% resveratrol) Trong và không có hiện tượng bị lắng
3.2.2.2. Phân tích cấu trúc của các mẫu bột nano resveratrol
Một số băng sóng đặc trưng của PEG xuất hiện rõ nét trên phổ FT-IR: ở 3438 cm−1 (-OH), 2886 cm−1 (CHstr(sp2)), hay 1111 cm−1 đặc trưng của liên kết giữa các nhóm C–C–O và C–C–H, đều được thể hiện rõ trong phổ hồng
ngoại của các mẫu bột NR1, NR2 và NR3. Một số băng sóng đặc trưng của resveratrol như: băng sóng hấp thụ ở 3279 cm−1 (-OH), 964 cm−1 (trans- olefinic), 1584 cm−1 (C=C) và 1145 cm−1 (C-O) có xuất hiện trong các mẫu
nano resveratrol nhưng không rõ nét. Điều này được lý giải do hàm lượng
resveratrol chứa trong mẫu bột nano ít hơn nhiều so với hàm lượng chất
mang PEG trong nano resveratrol.
3.2.2.3. Hình thái hạt nano resveratrol
Giản đồ phân bố kích thước hạt trong Hình 3.32a cho thấy các hạt nano
resveratrol NR1, NR2 và NR3 có đường kính hạt trung bình lần lượt là 12
nm, 19 nm và 38 nm, tương ứng với ảnh TEM (Hình 3.32 b, c và d). Nhận
thấy, hàm lượng resveratrol tăng dẫn tới kích thước hạt nano tăng dần. Ảnh
15
TEM (Hình 3.32b) cho thấy, sản phẩm nano chứa hàm lượng resveratrol
10% (NR1) có dạng hình cầu, kích thước hạt nhỏ trong dải từ 10-18 nm.
Tương tự ở hình 3.32c và d, kích thước hạt nano trong dải từ 14-21 nm
(mẫu NR2), 35-42 nm với mẫu NR3. Hình thái hạt và sự phân bố kích
thước hạt của các mẫu bột nano hoàn toàn tương ứng với đánh giá cảm
quan sự phân tán trong nước của các mẫu bột sản phẩm thu được.
Hình 3.32. Giản đồ phân bố kích thước hạt của các mẫu bột nano
resveratrol (a) và ảnh TEM của các mẫu (b)-NR1, (c)- NR2, (d)- NR3
3.2.2.4. Khảo sát độ ổn định và hình thái hạt nano resveratrol trong các
môi trường có độ pH khác nhau
Kết quả nghiên cứu cho thấy nano resveratrol tương đối ổn định trong
điều kiện môi trường axit, tốc độ phân hủy của nano resveratrol tăng lên
nhanh trong các môi trường kiềm. Cụ thể, tại pH 4,5 và 7, hàm lượng
resveratrol còn lại lần lượt là 90% và 62,8% sau 1 ngày, tuy nhiên tại pH 8
hàm lượng resveratrol còn lại sau 1 ngày là 51,4% và ở pH 9 hàm lượng
resveratrol còn lại sau 180 phút là 20,5%. Trong khi đó, theo nghiên cứu
của Š. Zupančič, Z. Lavrič, và J. Kristl thì ở pH 9, trans-resveratrol đã bị
16
phân hủy hoàn toàn trong vòng 10,1 phút. Như vậy, việc bào chế resveratrol
dưới dạng hạt nano đã nâng cao được độ ổn định của resveratrol. Điều này
được giải thích là do vai trò của chất hoạt động bề mặt tween 80 và chất bao
bọc PEG 6000 giúp bảo vệ resveratrol khỏi sự tác động của môi trường
kiềm.
3.2.3. Kết quả chế tạo hệ nano lycopen/resveratrol
3.2.3.1. Phân tích cấu trúc hệ nano lycopen/resveratrol
Nhận thấy rằng, băng sóng hấp thụ đặc trưng của nhóm -OH trong phổ FT-IR của resveratrol là ở 3250 cm−1. Tuy nhiên, trong phổ FT-IR của hệ
S1, S4 và S7 cho thấy nhóm -OH của resveratrol đã được kéo dài chuyển sang các vị trí dao động lần lượt là 3365 cm−1, 3398 cm−1, 3375 cm−1, điều
này chỉ ra rằng có sự tương tác liên kết hydro liên phân tử xảy ra giữa
resveratrol và chất hoạt động bề mặt/copolyme PLA-PEG. Bên cạnh đó, các
băng sóng hấp thụ của lycopen trong các hệ nano S1, S4 và S7 ở phổ FT-IR
cũng dịch chuyển dao động so với các băng sóng đặc trưng trong phổ FT-IR của lycopen. Ví dụ, dao động CHstr(sp2) của lycopen trong hệ nano có xu hướng dịch gần về các bước sóng 2923 cm−1, 2924 cm−1, 2922 cm−1 trong khi dao động này ở phổ FT-IR của lycopen tinh khiết là 3038 cm−1. Sự thay
đổi vị trí các băng sóng hấp thụ này cho thấy sự tương hợp tốt giữa lycopen
và copolyme PLA-PEG. Một ví dụ khác cũng cho thấy dao động
C=Cstr(trans) của lycopen trong hệ nano S1, S4 và S7 lần lượt ở các bước sóng 1593 cm−1, 1604 cm−1, 1604 cm−1 trong khi dao động này của lycopen tinh khiết là 1625 cm−1. Hiện tượng này là do tương tác ngoại phân tử giữa
lycopen và resveratrol.
Cấu trúc của hệ nano cũng đã được phân tích bằng phổ UV-Vis. Các
băng sóng hấp thụ đặc trưng của resveratrol trong các hệ nano lần lượt xuất
hiện ở hai bước sóng 295 nm và 310 nm. Ba băng sóng pic hấp thụ đặc
trưng của lycopen trong hệ nano lần lượt là 450 nm, 479 nm, 510 nm. Phổ
UV-Vis cho thấy, cường độ hấp thụ của các pic resveratrol và lycopen trong
17
các mẫu tương ứng tỷ lệ với tỷ lệ hàm lượng hai hợp chất resveratrol và
lycopen có trong hệ nano lycopen/resveratrol.
3.2.3.2. Đặc điểm hình thái và sự phân bố kích thước hạt của hệ nano
lycopen/resveratrol
Giản đồ phân bố kích thước hạt của các mẫu S1, S4 và S7 trong nước ở
Hình 3.39a chỉ ra rằng, đường kính hạt trung bình của các mẫu lần lượt là
66 nm, 79 nm và 102 nm. Ảnh TEM (Hình 3.39b, 3.39c và 3.39d) cho thấy,
các hạt nano thu được có dạng hình cầu. Kích thước hạt tỷ lệ thuận với tỷ lệ
lycopen/resveratrol. Sự tương hợp tốt giữa lycopen và resveratrol trong quá
trình chế tạo đã cho hệ hạt nano phân bố tương đối đồng đều, kích thước hạt
nhỏ dưới 100 nm mặc dù tổng hàm lượng hai hợp chất lycopen và
resveratrol lên tới 12%.
Hình 3.39. Giản đồ phân bố kích thước hạt (a) và ảnh TEM của các mẫu
(b)- S1, (c)- S4, (d)- S7
Kết quả đánh giá hình thái và sự phân bố kích thước hạt cũng cho thấy
sự kết hợp giữa các hợp chất tự nhiên cho sản phẩm tổ hợp có tác dụng hiệp
đồng và tối ưu. Hệ nano lycopen/resveratrol chứa hàm lượng lycopen là 4%
và resveratrol là 8%, tức tổng hàm lượng hai hợp chất lên tới 12% thì kích
18
thước hạt trung bình của hệ vẫn đạt 66 nm. Trong khi đó, đối với mẫu nano
lycopen chế tạo được ở Mục 3.2.1 khi hàm lượng lycopen trên 10% thì kích
thước vật liệu nano tăng lên đáng kể trên 200 nm. Đối với các mẫu nano
resveratrol (Mục 3.2.2) kích thước hạt trung bình của các sản phẩm đều đạt
dưới 100 nm mặc dù hàm lượng resveratrol lên tới 20%. Như vậy, hệ hạt
nano lycopen/resveratrol đã cho thấy sự tương hợp rất tốt giữa lycopen và
resveratrol. Resveratrol đã thể hiện vai trò giảm kích thước hạt và tăng khả
năng phân bố đồng đều của các hạt nano trong hệ.
3.2.3.3. Đánh giá độ bền của lycopen trong các mẫu hệ nano
lycopen/resveratrol
Bảng 3.13. Độ bền của lycopen trong các mẫu bột hệ nano lycopen/resveratrol theo thời gian bảo quản ở nhiệt độ phòng
Độ bền (Hàm lượng lycopen còn lại (%)) Mẫu 0 ngày 15 ngày 30 ngày 60 ngày 90 ngày
S1 100 97,3 94,6 91,8 88,8
S2 100 97,9 95,7 93,2 90,8
S3 100 97,5 95,0 93,0 90,5
S4 100 96,5 92,9 89,0 85,0
S5 100 97,2 94,2 90,2 86,8
S6 100 97,0 94,3 90,1 86,2
S7 100 96,0 91,9 87,6 83,2
S8 100 96,6 92,2 88,8 84,6
S9 100 96,8 92,5 90,0 84,8
Bảng 3.14. Độ bền của lycopen trong các mẫu bột nano lycopen/resveratrol theo thời gian bảo quản ở nhiệt độ -16oC
Độ bền (Hàm lượng lycopen còn lại (%)) Mẫu 0 ngày 15 ngày 30 ngày 60 ngày 90 ngày
S1 100 99,2 98,2 96,5 94,8
19
S2 100 99,5 98,8 97,2 95,6
S3 100 99,4 98,4 96,9 95,3
S4 100 98,8 97,4 95,3 93,1
S5 100 99,1 98,0 96,1 94,2
S6 100 99,2 98,1 96,2 94,1
S7 100 98 96 93,8 91,5
S8 100 98,3 96,5 94,7 92,8
S9 100 98,4 96,7 94,9 93,0
Kết quả cho thấy tốc độ phân hủy của lycopen khi bảo quản các mẫu ở nhiệt độ -16oC (Bảng 3.14) chậm hơn gần một nửa so với tốc độ phân hủy
của hợp chất ở nhiệt độ phòng (Bảng 3.13). Hàm lượng lycopen còn lại
trong các mẫu bột nano S1, S4 và S7 lần lượt là 94,8%; 93,1% và 91,5%
trong khi đó hàm lượng lycopen còn lại ở các mẫu này ở nhiệt độ phòng lần
lượt là 88,8%; 85,0%; 83,2%. Như vậy, điều kiện bảo quản hệ nano lycopen/resveratrol thích hợp là ở môi trường lạnh -16oC. 3.2.4. Kết quả chế tạo hệ nano lycopen/pycnogenol
3.2.4.1. Phân tích cấu trúc hệ nano lycopen/pycnogenol
Phổ FT-IR thể hiện rõ các băng sóng hấp thụ đặc trưng cho dao động của
lycopen, pycnogenol và copolyme trong các mẫu S1, S2 và S3. Cụ thể: băng sóng hấp thụ trong vùng 3600-2500 cm−1 đặc trưng cho dao động hóa
trị -OH của pycnogenol và phân tử PEG (trong copolyme PLA-PEG), băng sóng hấp thụ ở 1100 cm−1 (CH(trans)) của lycopen, đối với dao động hóa trị CHstr(sp2) của lycopen ở 2912 cm−1 có dịch chuyển nhẹ trong phổ FT-IR của các mẫu sản phẩm (đối với mẫu S1 băng sóng ở 2913 cm−1, mẫu S2 ở 2916 cm−1 và mẫu S3 ở 2915 cm−1). Băng sóng hấp thụ đặc trưng cho dao động hóa trị C=C (của vòng thơm) ở 1610 cm−1 của pycnogenol được thể hiện rõ
trên phổ của các mẫu S1, S2 và S3. Ngoài ra, có thể nhận thấy rằng, các
băng sóng đặc trưng của chất bao bọc vi nang copolyme PLA-PEG như:
20
2875 cm−1 (dao động hóa trị CH2 trong phân tử PLA), 1759 cm−1 (dao động hóa trị của nhóm C=O trong PLA) và 1454 cm−1 (dao động biến dạng CH)
thể hiện rõ nét nhất trên phổ hồng ngoại của các mẫu.
3.2.4.2. Đánh giá khả năng phân tán của các mẫu bột nano
lycopen/pycnogenol
Sự tương hợp tốt giữa lycopen và pycnogenol với chất hoạt động bề mặt
tween 80 và chất mang copolyme PLA-PEG đã tạo thành sản phẩm bột
nano lycopen/pycnogenol có khả năng phân tán rất tốt trong nước và không
có dấu hiệu cộng kết sau nhiều ngày bảo quản ở điều kiện thường. Cụ thể là
thời gian tự phân tán hoàn toàn trong nước của 150 mg mỗi mẫu bột S1, S2
và S3 lần lượt là 1 phút, 2 phút và 3,5 phút. Mẫu nano lycopen/pycnogenol
với tỷ lệ hàm lượng lycopen/pycnogenol là 1/2 cho dung dịch màu đỏ trong
nhất và độ trong giảm dần khi tỷ lệ hàm lượng lycopen/pycnogenol tăng.
3.2.4.3. Hình thái của các mẫu bột nano lycopen/pycnogenol
Hình 3.45. Giản đồ phân bố kích thước hạt và ảnh TEM của các mẫu bột
nano lycopen/pycnogenol
Giản đồ phân bố kích thước hạt cho thấy, các mẫu S1, S2 và S3 có
đường kính hạt trung bình lần lượt là 73 nm, 85 nm và 114 nm, tương ứng
21
với kết quả ảnh TEM (Hình 3.45). Sự thay đổi kích thước hạt của các mẫu
tỷ lệ thuận với tỷ lệ hàm lượng lycopen/pycnogenol, có nghĩa là tỷ lệ
lycopen/pycnogenol tăng dẫn tới kích thước hạt lớn dần. Ảnh TEM chỉ ra
rằng các hạt nano lycopen/pycnogenol có dạng hình cầu, phân bố đồng đều
và không có hiện tượng kết đám với nhau.
3.2.4.4. Đánh giá hình thái của nano lycopen/pycnogenol trong các môi
trường pH khác nhau
Kết quả nghiên cứu hình thái hạt trong các môi trường pH=5 và 9 cho
thấy môi trường pH có ảnh hưởng tới tính chất hệ hạt nano. Nano
lycopen/pycnogenol dễ bị kết tập với nhau khi phân tán trong môi trường
axit. Ở môi trường bazơ thì kích thước hạt và hình thái hạt nano không có
sự thay đổi nhiều.
KẾT LUẬN
1. Đã chiết tách được các hợp chất quý lycopen, resveratrol từ nguồn
thảo dược Việt nam và đã tổng hợp thành công copolyme PLA-PEG sử
dụng làm nguồn nguyên liệu cho quá trình chế tạo các hệ nano chứa một số
hợp chất lycopen, resveratrol và pycnogenol:
+ Lycopen và resveratrol đã được chiết tách thành công từ màng gấc và
rễ cốt khí củ bằng các phương pháp đơn giản, an toàn và dễ thực hiện:
- Hợp chất lycopen đã được chiết từ màng gấc khô bằng phương pháp
soxhlet sử dụng dung môi hữu cơ là dichlometan và tinh chế lycopen bằng
ethanol. Lượng lycopen chiết tách được là khoảng 3,2-4,4 g/kg màng gấc
khô. Lycopen thu được có độ tinh khiết cao ≥ 98%.
- Hợp chất resveratrol cũng đã được chiết tách thành công từ rễ cốt khí
củ bằng phương pháp lên men chủng penicillium. Lượng resveratrol chiết
tách được là khoảng 3,0-4,5 g/kg rễ cốt khí củ. Resveratrol thu được có độ
tinh khiết cao trên 92%.
+ Copolyme PLA-PEG đã được tổng hợp thành công với khối lượng Mw
là 8400 và chỉ số PDI là 1,2. Copolyme này được sử dụng làm chất bao bọc
22
vi nang cho quá trình chế tạo các hệ nano chứa lycopen.
2. Đã chế tạo được 04 loại sản phẩm nano của các hợp chất có hoạt
tính sinh học, bao gồm: Nano lycopen, nano resveratrol, hệ nano
lycopen/resveratrol và hệ nano lycopen/pycnogenol. Tất cả các dạng nano
thu được ở dạng bột mịn, đều có khả năng phân tán rất tốt trong nước, các
hạt nano thu được dạng hình cầu và có phân bố kích thước hạt khá đồng
đều:
- Nano lycopen và nano resveratrol đã được chế tạo thành công bằng
phương pháp sấy phun sử dụng chất hoạt động bề mặt là tween 80 (với tỷ lệ
hợp chất/chất hoạt động bề mặt thích hợp là 1/1) và chất bao bọc vi nang là
PEG 6000.
+ Các sản phẩm nano lycopen có hàm lượng lycopen là từ 4-12% tương
ứng với kích thước hạt trung bình từ 55-289 nm. Độ bền của các mẫu bột
nano lycopen khi bảo quản ở nhiệt độ phòng chưa cao, hàm lượng lycopen
còn lại sau 90 ngày đối với mẫu nano lycopen (chứa 4% lycopen) là 60,1%,
đối với mẫu nano lycopen (chứa 8% lycopen) là 64,5% và đối với mẫu chứa
12% lycopen là 69,0%;
+ Kích thước hạt trung bình của các mẫu nano resveratrol là từ 12-38
nm, Kích thước hạt tỷ lệ thuận với tỷ lệ hàm lượng lycopen có trong mẫu
bột nano. Độ ổn định và hình thái hạt của nano resveratrol có sự thay đổi
đáng kể khi phân tán trong các môi trường pH khác nhau. Tại pH 4,5 các
hạt nano dễ bị kết tập, đường kính hạt tăng từ 12 nm lên tới 85 nm. Tại pH
9 thì các hạt nano bị phân hủy nhanh chóng, sau 180 phút hàm lượng
resveratrol còn lại trong mẫu nano chỉ là 20,5%.
- Các mẫu hệ nano lycopen/resveratrol với các tỷ lệ lần lượt là 4%
lycopen/8% resveratrol, 6% lycopen/6% resveratrol và 8% lycopen/4%
resveratrol đã được chế tạo thành công bằng phương pháp sấy phun. Sản
phẩm thu được có khả năng phân tán tốt trong nước, các hạt có dạng hình
cầu, kích thước hạt nhỏ trong dải từ 66-102 nm và phân bố rất đồng đều. Sau 90 ngày bảo quản ở -16oC, sản phẩm hệ nano lycopen/resveratrol (hàm
23
lượng lycopen/resveratrol là ½) với sự có mặt của chất chống oxy hóa là
vitamin E cho độ bền cao. Hàm lượng lycopen còn lại sau 3 tháng đạt
95,6%.
- Các mẫu hệ nano lycopen/pycnogenol với các tỷ lệ lần lượt là 4%
lycopen/8% pycnogenol, 6% lycopen/6% pycnogenol và 8% lycopen/4%
pycnogenol đã được chế tạo thành công bằng phương pháp đông khô.
Những hạt nano thu được có kích thước hạt trung bình trong khoảng từ 73-
114 nm. Hình thái hạt nano trong môi trường pH bằng 5 cho kết quả nano
lycopen/pycnogenol dễ bị kết tập với dẫn tới kích thước hạt tăng lên. Trong
khi đó, ở môi trường pH bằng 9 thì hạt nano phân bố tương đối đồng đều,
không có hiện tượng kết đám và đường kính hạt trung bình không thay đổi
nhiều so với ban đầu.
NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN
1. Đã xây dựng được quy trình chiết tách và tinh chế lycopen từ màng gấc
bằng phương pháp đơn giản, an toàn và dễ triển khai ở quy mô công
nghiệp. Lycopen thu được có độ tinh khiết cao trên 98% có thể được sử
dụng làm nguyên liệu cho các ngành dược phẩm và thực phẩm chức năng.
2. Hai hệ nano chứa lycopen bao gồm hệ nano lycopen/resveratrol và hệ
nano lycopen/pycnogenol là hai hệ vật liệu nano mới. Các sản phẩm bột
nano đều có khả năng phân tán tốt trong nước, kích thước hạt nhỏ dưới 100
nm và có độ bền cao. Các sản phẩm này có tiềm năng ứng dụng làm nguồn
nguyên liệu cho các công ty dược phẩm trong nước.
3. Việc chiết tách được lycopen có độ tinh khiết cao trên 98% và chế tạo
thành công bột nano chứa lycopen từ nguồn nguyên liệu là quả gấc sẽ góp
phần nâng cao giá trị kinh tế của quả gấc Việt nam.
24
international conference scientific The
nanoparticles lycopene for of
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ 1. Ho Thi Oanh, Nhung Hac Thi, Thanh Nhan Nguyen, Tuyet Anh Dang Thi, Tuyen Van Nguyen, Mai Ha Hoang, “Co-encapsulation of lycopene and resveratrol in polymeric nanoparticles: Morphology and lycopene stability”, Journal of Nanoscience and Nanotechnology, 21, 3156-3164, 2021. 2. Hoàng Mai Hà, Đặng Thị Tuyết Anh, Hồ Thị Oanh, Hắc Thị Nhung, Nguyễn Đức Tuyển, Nguyễn Văn Tuyến, “Phương pháp chiết tách lycopen tinh khiết trực tiếp từ màng gấc”, Bằng Độc quyền sáng chế số 27630, cấp theo Quyết định số 1240w/QĐ-SHTT, ngày 29/01/2021. 3. Hoàng Mai Hà, Đặng Thị Tuyết Anh, Hồ Thị Oanh, Hắc Thị Nhung, Nguyễn Đức Tuyển, Nguyễn Văn Tuyến, “Phương pháp sản xuất hệ nano lycopen/resveratrol”, Bằng Độc quyền sáng chế số 27629, cấp theo Quyết định số 1208w/QĐ-SHTT, ngày 29/01/2021. 4. Hồ Thị Oanh, Nguyễn Thị Linh, Nguyễn Đức Tuyển, Đặng Thị Tuyết Anh, Hoàng Mai Hà, Chế tạo hạt nano lycopen/pycnogenol định hướng ứng dụng trong dược phẩm và mỹ phẩm, Tạp chí Hóa học, 58(5E12), 276-281, 2020. 5. Ho Thi Oanh, Nguyen Thanh Nhan, Hac Thi Nhung, Hoang Mai Ha, “Preparation and charaterization of lycopene nanoparticles”, 9th National Conference of the Vietnam Organic Chemistry Association, 81-83, 2019. 6. Hồ Thị Oanh, Hoàng Mai Hà, “Chế tạo và nghiên cứu độ ổn định của hạt nano resveratrol”, Tạp chí Hóa học, 57(6E1,2), 125-129, 2019. 7. Ho Thi Oanh, Hac Thi Nhung, Tran Thi Thanh Hop, Nguyen Duc Tuyen, Duong Thi Hai Yen, Pham Xuan Manh, Pham Duy Linh, Hoang Mai Ha, “Synthesis and characterization of polylactidee- based composites”, on Chemistry for Sustainable Development, 2018. 8. Ho Thi Oanh, Dang Thi Tuyet Anh, Nguyen Van Tuyen, Duong Thi Hai Yen, Hac Thi Nhung, Nguyen Duc Tuyen, Pham Xuan Manh, Pham Duy Linh, Pham Thi Ha Anh, Hoang Mai Ha, “Preparation and characterization pharmaceutical applications”, Vietnam Journal of Chemistry, 56(4e), 27-31, 2018. 9. Ho Thi Oanh, Hac Thi Nhung, Nguyen Duc Tuyen, Le Thi Kim Van, Trinh Hien Trung, Hoang Mai Ha, “Extraction of Lycopene from Gac Fruit and Preparation of Nanolycopene”, Vietnam Journal of Chemistry, 55(6), 761-766, 2017.
25
